Биологически значимые элементы: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
РобоСтася (обсуждение | вклад) |
|||
(не показаны 33 промежуточные версии 17 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{К переименованию|2022-07-10|Минералы (Нутрициология)|Биологически значимые элементы}} |
|||
'''Биологически значимые элементы''' (в противоположность ''биологически инертным элементам'') — [[Химический элемент|химические элементы]], необходимые живым [[организм]]ам для обеспечения нормальной [[Жизнедеятельность|жизнедеятельности]]. |
'''Биологически значимые элементы''' (в противоположность ''биологически инертным элементам'') — [[Химический элемент|химические элементы]], необходимые живым [[организм]]ам для обеспечения нормальной [[Жизнедеятельность|жизнедеятельности]]. |
||
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность |
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность [[организм]]а, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др.<ref name=Skalny_2004/> По содержанию в теле [[человек]]а и других [[млекопитающие|млекопитающих]] элементы делят на: |
||
* '''макроэлементы''' (сотые доли процента и более); |
* '''макроэлементы''' (сотые доли процента и более); |
||
* '''микроэлементы''' (от стотысячных до тысячных долей процента); |
* '''микроэлементы''' (от стотысячных до тысячных долей процента); |
||
* '''ультрамикроэлементы''' (миллионные доли процента и менее)<ref name=Skalny_2004/><ref name=Dudka_1984_macro/><ref name=Dudka_1984_micro/><ref name=Dudka_1984_ultramicro/>. |
* '''ультрамикроэлементы''' (миллионные доли процента и менее)<ref name=Skalny_2004/><ref name=Dudka_1984_macro/><ref name=Dudka_1984_micro/><ref name=Dudka_1984_ultramicro/>. |
||
Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации<ref name=Avtsyn1991/><ref name=Kidin_2015/><ref>{{cite web|url=https://cyberleninka.ru/article/n/novaya-klassifikatsiya-bioelementov-v-bioelementologii|title=Новая классификация |
Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям [[концентрация смеси|концентрации]]<ref name=Avtsyn1991/><ref name=Kidin_2015/><ref>{{cite web|url=https://cyberleninka.ru/article/n/novaya-klassifikatsiya-bioelementov-v-bioelementologii|title=Новая классификация [[биоэлемент]]ов в биоэлементологии|website=cyberleninka.ru|publisher=Журнал «Молочнохозяйственный вестник» Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В. Верещагина, номер 1(13), С. 34-42|author=Полянская Ирина Сергеевна|date=2014|access-date=2021-03-19|archive-date=2020-03-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20200326011513/https://cyberleninka.ru/article/n/novaya-klassifikatsiya-bioelementov-v-bioelementologii|deadlink=no}}</ref>. Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов<ref name=Avtsyn1991/>. |
||
== Макроэлементы == |
== Макроэлементы == |
||
[[Файл:Процентное содержание элементов в организме человека по Скальному А.В.pdf|thumb|300px|right|Доли содержания биологически значимых элементов в теле человека по [[Скальный, Анатолий Викторович|Скальному |
[[Файл:Процентное содержание элементов в организме человека по Скальному А.В.pdf|thumb|300px|right|Доли содержания биологически значимых элементов в теле человека по [[Скальный, Анатолий Викторович|Скальному А. В.]](2019)]] |
||
Эти элементы слагают основу тел [[организм]]ов. Содержатся в организме взрослого человека в значительных количествах, от десятков граммов (хлор, магний) до десятков килограммов (кислород, углерод); другими словами, к макроэлементам относятся все биоэлементы, содержание которых в организме превышает 0,1 |
Эти элементы слагают основу тел [[организм]]ов. Содержатся в организме взрослого человека в значительных количествах, от десятков граммов ([[хлор]], [[магний]]) до десятков килограммов ([[кислород]], [[углерод]]); другими словами, к макроэлементам относятся все биоэлементы, содержание которых в организме превышает 0,1 % массы тела<ref name=Skalny2005>{{cite web|url=http://window.edu.ru/resource/666/19666/files/metod581.pdf|title=Биоэлементология:основные понятия и термины. Терминологический словарь|website=window.edu.ru|publisher=ГОУ «Оренбургский государственный университет»|author=[[Скальный, Анатолий Викторович|Скальный А.В.]], Рудаков И.А., Нотова С.В., Скальный В.В., Бурцева Т.И., Баранова О.В., Губайдулина С.Г.|date=2005|access-date=2021-04-06|archive-date=2017-10-31|archive-url=https://web.archive.org/web/20171031131834/http://window.edu.ru/resource/666/19666/files/metod581.pdf|deadlink=no}}</ref>. |
||
=== Органогенные элементы === |
=== Органогенные элементы === |
||
Строка 19: | Строка 21: | ||
* [[Азот]] — 3 %. |
* [[Азот]] — 3 %. |
||
Эти макроэлементы называют '''органогенными''' элементами{{ref+|Иногда органогенными элементами (органогенами) называют только [[углерод|C]], [[водород|H]], [[азот|N]], [[кислород|O]]<ref name=BME/>, иногда — ещё и [[фосфор|P]] и [[сера|S]]<ref name=Skalny_2004/>, а иногда — все элементы, играющие какую-либо роль в жизни организмов<ref name=Dedu_1989/>.|комм.}}<ref name=Skalny2005 |
Эти макроэлементы называют '''органогенными''' элементами{{ref+|Иногда органогенными элементами (органогенами) называют только [[углерод|C]], [[водород|H]], [[азот|N]], [[кислород|O]]<ref name=BME/>, иногда — ещё и [[фосфор|P]] и [[сера|S]]<ref name=Skalny_2004/>, а иногда — все элементы, играющие какую-либо роль в жизни организмов<ref name=Dedu_1989/>.|комм.}}<ref name=Skalny2005/> или макронутриентами ({{lang-en|macronutrient}}){{ref+|Иногда макронутриентами называют белки, жиры и углеводы<ref name=RPN/>.|комм.}}. Преимущественно из них построены [[белки]], [[жиры]], [[углевод]]ы, [[нуклеиновые кислоты]] и многие другие [[органические вещества]]. Иногда эти четыре элемента обозначают [[акроним]]ом ''CHNO'', состоящим из их обозначений в [[Периодическая система элементов|таблице Менделеева]]. |
||
=== Другие макроэлементы === |
=== Другие макроэлементы === |
||
Ниже перечислены другие макроэлементы<ref name=Skalny_2004/> и их содержание в теле человека |
Ниже перечислены другие макроэлементы<ref name=Skalny_2004/> и их содержание в теле человека<ref name=Starr_2014/><ref name=Skalny2019>{{cite book|title=Микроэлементы: бодрость, здоровье, долголетие|publisher=Издательство Перо - С.11|author=[[Скальный, Анатолий Викторович|Скальный А.В.]]|date=2019}}</ref>. |
||
* [[Кальций]] — 1,7 % |
* [[Кальций]] — 1,7 % |
||
* [[Фосфор]] |
* [[Фосфор]] — 1,25 % |
||
* [[Калий]] |
* [[Калий]] — 0,25 % |
||
* [[Сера]] |
* [[Сера]] — 0,3 % |
||
* [[Натрий]] |
* [[Натрий]] — 0,2 % |
||
* [[Хлор]] |
* [[Хлор]] — 0,2 % |
||
* [[Магний]] — 0,05 % |
* [[Магний]] — 0,05 % |
||
== Микроэлементы == |
== Микроэлементы == |
||
Термин «'''''микроэлементы'''''» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в [[удобрения]]х (троица [[NPK]] — [[азот]], [[фосфор]], [[калий]]) не обеспечивает нормального развития растений |
Термин «'''''микроэлементы'''''» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в [[удобрения]]х (троица [[NPK]] — [[азот]], [[фосфор]], [[калий]]) не обеспечивает нормального развития растений<ref>{{cite book|title=Микроэлементы в растениях и кормах|publisher=АН СССР. Науч. совет по микроэлементам в растениеводстве и животноводстве. Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина. - Москва: Колос|author=[[Ковальский, Виктор Владиславович|Ковальский В.В.]], Раецкая Ю. И., Грачёва Т. И.|date=1971}}</ref><ref>{{cite web|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/43537/|title=Trace elements and health: an overview|website=pubmed.ncbi.nlm.nih.gov|publisher=Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences|author=Underwood EJ|date=1979|access-date=2021-04-16|archive-date=2021-04-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20210416193446/https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/43537/|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite book|title=Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине|publisher=Киев: Здоров`я|author=[[Бабенко, Георгий Авксентьевич|Бабенко Г. А.]], Решеткина Л. П.|date=1965}}</ref>. |
||
Микроэлементы |
Микроэлементы — элементы, содержание которых в [[организм]]е человека находится в пределах от 0,001 до 0,00001 % (от нескольких г до нескольких мг); другими словами, к микроэлементам относятся все элементы, содержание которых меньше 0,1 % массы тела. По своему значению для обеспечения [[жизнедеятельность|жизнедеятельности организма]], микроэлементы можно разделить на три группы: микроэлементы эссенциальные, микроэлементы условно эссенциальные, микроэлементы токсичные и малоизученные<ref name=Skalny2005/>. Сложность подобной классификации микроэлементов состоит в том, что сами эссенциальные микроэлементы при определённых условиях могут вызывать токсичные реакции, а отдельные токсические микроэлементы при определённой дозировке и экспозиции могут обнаруживать свойства эссенциальных, то есть оказываться жизненно важными<ref name=Avtsyn1991/><ref name=Skalny2008Oberlis>{{cite book|title=Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных|publisher=Санкт-Петербург: Наука|author=[[Скальный, Анатолий Викторович|Скальный А.В.]]|date=2008}}</ref>. |
||
Содержание микроэлементов в [[организм]]е мало, но они участвуют в [[Биохимия|биохимических]] процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды ([[гомеостаз]]а) организма |
Содержание микроэлементов в [[организм]]е мало, но они участвуют в [[Биохимия|биохимических]] процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды ([[гомеостаз]]а) организма<ref>{{cite web|url=https://www.med.or.jp/english/pdf/2004_08/351_358.pdf|title=What are Trace Elements? Their deficiency and excess states|website=med.or.jp|publisher=Journal of the Japan Medical Association (Vol. 129, No. 5, 2003, pages 607–612)|author=Osamu WADA|date=2003|access-date=2021-04-16|archive-date=2017-03-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20170329161110/http://www.med.or.jp/english/pdf/2004_08/351_358.pdf|deadlink=no}}</ref>. |
||
=== Эссенциальные микроэлементы === |
|||
=== Ультрамикроэлементы === |
|||
Эссенциальными (или жизненно необходимыми) называют микроэлементы, которые постоянно присутствуют в организме и для которых установлена их исключительная роль в обеспечении жизнедеятельности. Все жизненно необходимые микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой<ref name=Skalny2005/>. Среди них (в алфавитном порядке)<ref name=Skalny2019/><ref name=Skalny2008Oberlis/>: |
|||
{{кол}} |
{{кол}} |
||
* [[Ванадий]] (V) |
* [[Ванадий]] (V) |
||
Строка 58: | Строка 60: | ||
=== Условно эссенциальные микроэлементы === |
=== Условно эссенциальные микроэлементы === |
||
Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма |
Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма<ref name=Skalny2005/>. Среди них (в алфавитном порядке)<ref name=Avtsyn1991/><ref name=Skalny2019/>: |
||
{{кол}} |
{{кол}} |
||
* [[Бор (элемент)|Бор]] (B) |
* [[Бор (элемент)|Бор]] (B) |
||
* [[Бром]] (Br) |
* [[Бром]] (Br) |
||
Строка 69: | Строка 71: | ||
=== Токсичные и малоизученные микроэлементы === |
=== Токсичные и малоизученные микроэлементы === |
||
К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов |
К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов<ref name=Skalny2005/>. Среди них (в алфавитном порядке)<ref name=Avtsyn1991/><ref name=Skalny2008Oberlis/>: |
||
{{кол}} |
{{кол}} |
||
* [[Барий]] (Ba) |
* [[Барий]] (Ba) |
||
* [[Бериллий]] (Be) |
* [[Бериллий]] (Be) |
||
Строка 90: | Строка 92: | ||
== Биогенные элементы == |
== Биогенные элементы == |
||
'''Биогенными (биофильными)''' называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными (С, О, N, H, Ca, P, S), а в малых количествах |
'''Биогенными (биофильными)''' называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными (С, О, N, H, Ca, P, S), а в малых количествах — микробиогенными. Для растений это: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, которые обеспечивают функции фотосинтеза, азотного обмена и метаболическую функцию. Для животных требуются как перечисленные элементы (кроме B), так и дополнительно Se, Cr, Ni, F, I и Sn. Несмотря на малые количества, все эти элементы необходимы для жизнедеятельности биосистем<ref>{{cite web|url=http://www.ecoindustry.ru/dictionary.html?t=%C1%E8%EE%F4%E8%EB%FC%ED%FB%E5+(%E1%E8%EE%E3%E5%ED%ED%FB%E5)+%FD%EB%E5%EC%E5%ED%F2%FB|title=Биофильные (биогенные) элементы|website=ecoindustry.ru|publisher=Российская геологическая энциклопедия. В трех томах. Т. 1 (А-И). – М. – СПб.: Изд-во [[Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А. П. Карпинского|ВСЕГЕИ]]|quote=ISBN 978-5-93761-180-2|author=Козловский Е. А., Ледовских А. А. (гл. редакторы) и др.|date=2010|access-date=2021-04-05|archive-date=2017-03-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20170326193844/http://www.ecoindustry.ru/dictionary.html?t=%C1%E8%EE%F4%E8%EB%FC%ED%FB%E5+(%E1%E8%EE%E3%E5%ED%ED%FB%E5)+%FD%EB%E5%EC%E5%ED%F2%FB|deadlink=no}}</ref><ref name=BSE/><ref>{{БРЭ|ссылка=https://old.bigenc.ru/biology/text/1866611|статья=БИОГЕ́ННЫЕ ЭЛЕМЕ́НТЫ|том=3|страницы=486|архив=https://web.archive.org/web/20200927235217/https://bigenc.ru/biology/text/1866611|архив дата=2020-09-27}}</ref>. |
||
== Взаимодействие и гомеостаз == |
== Взаимодействие и гомеостаз == |
||
{{main|Взаимодействия микронутриентов}} |
{{main|Взаимодействия микронутриентов}} |
||
Ионная природа элементов приводит к образованию их комплексов под действием различных неабсорбированных компонентов пищи. Не все факторы, влияющие на эти процессы, хорошо изучены |
Ионная природа элементов приводит к образованию их комплексов под действием различных неабсорбированных компонентов пищи. Не все факторы, влияющие на эти процессы, хорошо изучены<ref>{{cite book|title=Effect of dietary components upon zinc availability|publisher=The American Journal of Clinical Nutrition|author=O'Dell B.L.|date=1969}}</ref><ref>{{cite book|title=Factors affecting zinc homeostasis|publisher=Trace Elements in Human Health and Disease, Vol. I, p. 155-162. New York, Academic Press|author=Prasad A.S., Oberleas D.|date=1977}}</ref>. В числе прочего гомеостаз элементов в организме человека зависит от следующего: |
||
* алкоголь; |
* алкоголь; |
||
* потеря крови; |
* потеря крови; |
||
Строка 114: | Строка 116: | ||
* [[Фитиновая кислота|фитат]].<ref name=Skalny2008Oberlis/> |
* [[Фитиновая кислота|фитат]].<ref name=Skalny2008Oberlis/> |
||
Биологически значимые элементы не только усваиваются в [[Желудочно-кишечный тракт человека|желудочно-кишечном тракте]], для многих из них он является местом выделения. В идеале большая часть выделенных в желудочно-кишечный тракт элементов [[Реабсорбция|реабсорбируется]]. Одни элементы могут усваиваться путём активного транспорта или стимулирования [[Диффузия|диффузии]]; другие усваиваются посредством пассивной диффузии, некоторые |
Биологически значимые элементы не только усваиваются в [[Желудочно-кишечный тракт человека|желудочно-кишечном тракте]], для многих из них он является местом выделения. В идеале большая часть выделенных в желудочно-кишечный тракт элементов [[Реабсорбция|реабсорбируется]]. Одни элементы могут усваиваться путём активного транспорта или стимулирования [[Диффузия|диффузии]]; другие усваиваются посредством пассивной диффузии, некоторые — с помощью двух и более механизмов. Усвоение необходимых элементов контролируется гомеостазом, что обеспечивает их нормальное, или симметричное, распределение<ref>{{cite book|title=Essential and non-essential trace elements|publisher=Archives of Environmental & Occupational Health 17(6): 881-890|author=Liebscher K., Smith H.|date=1968}}</ref>. |
||
Существует определённое физиологическое взаимодействие между элементами, конкурирующими за места образования связей на щёточной каёмке [[энтероцит]]ов, за определённые органические комплексообразующие элементы внутри энтероцитов или за сайты на специфических [[Транспортные белки|транспортных белках]]. Существует и конкуренция за рецепторы перед встраиванием в их дефинитивную матрицу в функциональных клетках. Физические и химические свойства элементов определяются при этом их [[Электронная конфигурация|электронной конфигурацией]]<ref>{{cite book|title=Chemical parameters in the study of in vivo and in vitro interactions of transition elements|publisher=Federation Proceedings 29(4):1474-1481|author=Hill C.H., Matrone G.|date=1970}}</ref>. |
|||
Существует определённое физиологическое взаимодействие между элементами, конкурирующими за места образования связей на щёточной каёмке [[энтероцит|энтероцитов]], за определённые органические комплексообразующие элементы внутри энтероцитов или за сайты на специфических [[Транспортные белки|транспортных белках]]. Существует и конкуренция за рецепторы перед встраиванием в их дефинитивную матрицу в функциональных клетках. Физические и химические свойства элементов определяются при этом их [[Электронная конфигурация|электронной конфигурацией]].<ref>{{cite book|title=Chemical parameters in the study of in vivo and in vitro interactions of transition elements|publisher=Federation Proceedings 29(4):1474-1481|author=Hill C.H., Matrone G.|date=1970}}</ref> |
|||
== Недостаток минеральных веществ в организме == |
== Недостаток минеральных веществ в организме == |
||
Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ: |
Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ: |
||
Строка 125: | Строка 128: | ||
== Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам == |
== Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам == |
||
Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с [[Пища|пищей]]. Для их обозначения в [[Английский язык|английском языке]] существует термин {{lang-en2|dietary minerals}} |
Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с [[Пища|пищей]]. Для их обозначения в [[Английский язык|английском языке]] существует термин {{lang-en2|dietary minerals}}<ref>{{cite web|url=https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/dietary-minerals|title=Dietary Minerals|website=sciencedirect.com|publisher=Trends in Food Science & Technology|author=|date=2017|access-date=2021-05-07}}</ref>. |
||
В конце XX |
В конце XX века российские производители некоторых [[Лекарственное средство|лекарственных препаратов]] и [[Биологически активные добавки|биологически активных добавок]] стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин «[[минерал]]». С научной точки зрения такое употребление этого термина является неправильным, так как он означает только геологическое природное тело с кристаллической структурой. Тем не менее производители так называемых «биологических добавок» стали называть свою продукцию [[Витаминно-минеральные комплексы|витаминно-минеральными комплексами]], имея в виду минеральные добавки к [[витамин]]ам<ref>{{cite web|url=https://www.rmj.ru/articles/obshchie-stati/Vitaminnomineralynye_kompleksy_v_sovremennoy_klinicheskoy_praktike/|title=Витаминно–минеральные комплексы в современной клинической практике|website=rmj.ru|publisher=Русский медицинский журнал, №5 с. 345|author=Гороховская Г.Н., Зимаева Ю.О., Петина М.М.|date=2008-03-07|access-date=2021-05-07|archive-date=2021-01-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20210117001817/https://www.rmj.ru/articles/obshchie-stati/Vitaminnomineralynye_kompleksy_v_sovremennoy_klinicheskoy_praktike/|deadlink=no}}</ref>. |
||
== См. также == |
== См. также == |
||
Строка 134: | Строка 137: | ||
* [[Незаменимые пищевые вещества]] |
* [[Незаменимые пищевые вещества]] |
||
* [[Биофортификация]] |
* [[Биофортификация]] |
||
* [[Взаимодействия микронутриентов]] |
|||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
Строка 141: | Строка 145: | ||
;Источники |
;Источники |
||
{{примечания|refs= |
{{примечания|refs= |
||
<ref name= |
<ref name=Skalny_2004>{{книга |
||
|автор = |
|автор = Скальный А. В., Рудаков И. А. |
||
|заглавие = Биоэлементы в медицине |
|||
|часть = |
|||
|издательство = Оникс 21 век, Мир |
|||
|заглавие = Микроэлементозы человека |
|||
|год = 2004 |
|||
|ссылка часть = |
|||
|страницы = 18—23 |
|||
|ответственный = |
|||
| |
|страниц = 272 |
||
|isbn = 5-329-00930-8 |
|||
|издательство = Медицина |
|||
|издание = |
|||
|год = 1991 |
|||
|страниц = 496 |
|||
|isbn = 5-225-02128-X |
|||
}}</ref> |
|||
<ref name=Bilych_2009>{{книга |
|||
|автор =Билич Г. Л., Крыжановский В. А. |
|||
|заглавие =Биология. Полный курс: В 4 т |
|||
|издание =издание 5-е, дополненное и переработанное |
|||
|издательство=Оникс |
|||
|год =2009 |
|||
|страниц =864 |
|||
|страницы =20 |
|||
|isbn =978-5-488-02311-6 |
|||
}}</ref> |
|||
<ref name=BME>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Органогенные элементы |
|||
|заглавие = [[Большая медицинская энциклопедия]] |
|||
|ссылка часть = http://bigmeden.ru/article/Органогенные_Элементы |
|||
|ответственный = гл. ред. А. М. Прохоров |
|||
|место = {{М.}} |
|||
|издательство = Советская энциклопедия |
|||
|издание = |
|||
|год = 1969—1978 |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = |
|||
}}</ref> |
|||
<ref name=Dedu_1989>{{книга |
|||
|автор = Дедю И. И. |
|||
|часть = Органогены |
|||
|заглавие = Экологический энциклопедический словарь |
|||
|ссылка часть = http://www.cnshb.ru/AKDiL/0039/Base/RO/004859.shtm |
|||
|ответственный = |
|||
|место = Кишинев |
|||
|издательство = |
|||
|издание = |
|||
|год = 1989 |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = |
|||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
<ref name=Dudka_1984_macro>{{книга |
<ref name=Dudka_1984_macro>{{книга |
||
Строка 216: | Строка 180: | ||
|издательство = Наукова Думка |
|издательство = Наукова Думка |
||
|год = 1984 |
|год = 1984 |
||
}}</ref> |
|||
<ref name=Avtsyn1991>{{книга |
|||
|автор = [[Авцын, Александр Павлович|Авцын А. П.]], Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Микроэлементозы человека |
|||
|ссылка часть = |
|||
|ответственный = |
|||
|место = {{М.}} |
|||
|издательство = Медицина |
|||
|издание = |
|||
|год = 1991 |
|||
|страниц = 496 |
|||
|isbn = 5-225-02128-X |
|||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
<ref name=Kidin_2015>{{книга |
<ref name=Kidin_2015>{{книга |
||
Строка 228: | Строка 205: | ||
|isbn = 9785392187676 |
|isbn = 9785392187676 |
||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
<ref name= |
<ref name=Bilych_2009>{{книга |
||
|автор |
|автор =Билич Г. Л., Крыжановский В. А. |
||
|заглавие |
|заглавие =Биология. Полный курс: В 4 т |
||
|издание =издание 5-е, дополненное и переработанное |
|||
|издательство = Оникс 21 век, Мир |
|||
|издательство=Оникс |
|||
|год = 2004 |
|||
| |
|год =2009 |
||
|страниц |
|страниц =864 |
||
|страницы =20 |
|||
|isbn = 5-329-00930-8 |
|||
|isbn =978-5-488-02311-6 |
|||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
<ref name=Starr_2014>{{книга |
<ref name=Starr_2014>{{книга |
||
Строка 249: | Строка 227: | ||
|isbn = 9781305445949 |
|isbn = 9781305445949 |
||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
<ref name=BME>{{книга |
|||
<ref name=RPN>[http://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4583 Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации.]</ref> |
|||
|автор = |
|||
|часть = Органогенные элементы |
|||
|заглавие = [[Большая медицинская энциклопедия]] |
|||
|ссылка часть = http://bigmeden.ru/article/Органогенные_Элементы |
|||
|ответственный = гл. ред. А. М. Прохоров |
|||
|место = {{М.}} |
|||
|издательство = Советская энциклопедия |
|||
|издание = |
|||
|год = 1969—1978 |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = |
|||
}}</ref> |
|||
<ref name=Dedu_1989>{{книга |
|||
|автор = Дедю И. И. |
|||
|часть = Органогены |
|||
|заглавие = Экологический энциклопедический словарь |
|||
|ссылка часть = http://www.cnshb.ru/AKDiL/0039/Base/RO/004859.shtm |
|||
|ответственный = |
|||
|место = Кишинев |
|||
|издательство = |
|||
|издание = |
|||
|год = 1989 |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = |
|||
}}</ref> |
|||
<ref name=RPN>{{cite web |url=http://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4583 |title=Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. |access-date=2017-07-19 |archive-date=2017-08-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170806060634/http://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4583 |deadlink=no }}</ref> |
|||
<ref name=BSE>{{БСЭ3|Биогенные элементы}}</ref> |
<ref name=BSE>{{БСЭ3|Биогенные элементы}}</ref> |
||
}} |
}} |
Текущая версия от 23:03, 18 июля 2024
Эту страницу предлагается переименовать в «Минералы (Нутрициология)». |
Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др.[1] По содержанию в теле человека и других млекопитающих элементы делят на:
- макроэлементы (сотые доли процента и более);
- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
- ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее)[1][2][3][4].
Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации[5][6][7]. Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов[5].
Макроэлементы
[править | править код]Эти элементы слагают основу тел организмов. Содержатся в организме взрослого человека в значительных количествах, от десятков граммов (хлор, магний) до десятков килограммов (кислород, углерод); другими словами, к макроэлементам относятся все биоэлементы, содержание которых в организме превышает 0,1 % массы тела[8].
Органогенные элементы
[править | править код]Основную долю массы клетки составляют 4 элемента[9] (указано их содержание в теле человека)[10]:
Эти макроэлементы называют органогенными элементами[комм. 1][8] или макронутриентами (англ. macronutrient)[комм. 2]. Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества. Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO, состоящим из их обозначений в таблице Менделеева.
Другие макроэлементы
[править | править код]Ниже перечислены другие макроэлементы[1] и их содержание в теле человека[10][14].
- Кальций — 1,7 %
- Фосфор — 1,25 %
- Калий — 0,25 %
- Сера — 0,3 %
- Натрий — 0,2 %
- Хлор — 0,2 %
- Магний — 0,05 %
Микроэлементы
[править | править код]Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений[15][16][17].
Микроэлементы — элементы, содержание которых в организме человека находится в пределах от 0,001 до 0,00001 % (от нескольких г до нескольких мг); другими словами, к микроэлементам относятся все элементы, содержание которых меньше 0,1 % массы тела. По своему значению для обеспечения жизнедеятельности организма, микроэлементы можно разделить на три группы: микроэлементы эссенциальные, микроэлементы условно эссенциальные, микроэлементы токсичные и малоизученные[8]. Сложность подобной классификации микроэлементов состоит в том, что сами эссенциальные микроэлементы при определённых условиях могут вызывать токсичные реакции, а отдельные токсические микроэлементы при определённой дозировке и экспозиции могут обнаруживать свойства эссенциальных, то есть оказываться жизненно важными[5][18]. Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма[19].
Эссенциальные микроэлементы
[править | править код]Эссенциальными (или жизненно необходимыми) называют микроэлементы, которые постоянно присутствуют в организме и для которых установлена их исключительная роль в обеспечении жизнедеятельности. Все жизненно необходимые микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой[8]. Среди них (в алфавитном порядке)[14][18]:
Условно эссенциальные микроэлементы
[править | править код]Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма[8]. Среди них (в алфавитном порядке)[5][14]:
Токсичные и малоизученные микроэлементы
[править | править код]К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов[8]. Среди них (в алфавитном порядке)[5][18]:
Биогенные элементы
[править | править код]Биогенными (биофильными) называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными (С, О, N, H, Ca, P, S), а в малых количествах — микробиогенными. Для растений это: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, которые обеспечивают функции фотосинтеза, азотного обмена и метаболическую функцию. Для животных требуются как перечисленные элементы (кроме B), так и дополнительно Se, Cr, Ni, F, I и Sn. Несмотря на малые количества, все эти элементы необходимы для жизнедеятельности биосистем[20][21][22].
Взаимодействие и гомеостаз
[править | править код]Ионная природа элементов приводит к образованию их комплексов под действием различных неабсорбированных компонентов пищи. Не все факторы, влияющие на эти процессы, хорошо изучены[23][24]. В числе прочего гомеостаз элементов в организме человека зависит от следующего:
- алкоголь;
- потеря крови;
- лекарства;
- заболевания;
- инфекции;
- тяжёлые металлы;
- гормоны;
- генетическая предрасположенность;
- хирургическое вмешательство;
- инфаркт миокарда;
- нефроз;
- беременность;
- противогриппозные вакцины пролонгированного действия;
- нарушение всасывания (мальсорбация);
- потоотделение;
- пищевые волокна;
- кормление грудью;
- фитат.[18]
Биологически значимые элементы не только усваиваются в желудочно-кишечном тракте, для многих из них он является местом выделения. В идеале большая часть выделенных в желудочно-кишечный тракт элементов реабсорбируется. Одни элементы могут усваиваться путём активного транспорта или стимулирования диффузии; другие усваиваются посредством пассивной диффузии, некоторые — с помощью двух и более механизмов. Усвоение необходимых элементов контролируется гомеостазом, что обеспечивает их нормальное, или симметричное, распределение[25].
Существует определённое физиологическое взаимодействие между элементами, конкурирующими за места образования связей на щёточной каёмке энтероцитов, за определённые органические комплексообразующие элементы внутри энтероцитов или за сайты на специфических транспортных белках. Существует и конкуренция за рецепторы перед встраиванием в их дефинитивную матрицу в функциональных клетках. Физические и химические свойства элементов определяются при этом их электронной конфигурацией[26].
Недостаток минеральных веществ в организме
[править | править код]Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:
- Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.
- Геологические особенности различных регионов Земли — эндемические (неблагоприятные) районы (см. Эндемические заболевания).
- Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.
- Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих микроэлементы или вызывающих их потерю организмом.
Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам
[править | править код]Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с пищей. Для их обозначения в английском языке существует термин dietary minerals[27].
В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин «минерал». С научной точки зрения такое употребление этого термина является неправильным, так как он означает только геологическое природное тело с кристаллической структурой. Тем не менее производители так называемых «биологических добавок» стали называть свою продукцию витаминно-минеральными комплексами, имея в виду минеральные добавки к витаминам[28].
См. также
[править | править код]- Химический состав клетки
- Рекомендуемая суточная норма потребления
- Незаменимые пищевые вещества
- Биофортификация
- Взаимодействия микронутриентов
Примечания
[править | править код]- Комментарии
- Источники
- ↑ 1 2 3 4 Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—23. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8.
- ↑ Макроэлементы // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ Микроэлемент // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ Ультрамикроэлементы // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ 1 2 3 4 5 Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М.: Медицина, 1991. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X.
- ↑ Кидин В.В., Торшин С.П. Агрохимия. Учебник. — Проспект, 2015. — 619 с. — ISBN 9785392187676.
- ↑ Полянская Ирина Сергеевна. Новая классификация [[биоэлемент]]ов в биоэлементологии . cyberleninka.ru. Журнал «Молочнохозяйственный вестник» Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В. Верещагина, номер 1(13), С. 34-42 (2014). Дата обращения: 19 марта 2021. Архивировано 26 марта 2020 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Скальный А.В., Рудаков И.А., Нотова С.В., Скальный В.В., Бурцева Т.И., Баранова О.В., Губайдулина С.Г. Биоэлементология:основные понятия и термины. Терминологический словарь . window.edu.ru. ГОУ «Оренбургский государственный университет» (2005). Дата обращения: 6 апреля 2021. Архивировано 31 октября 2017 года.
- ↑ Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
- ↑ 1 2 Starr C., McMillan B. 2.1. Atoms and Elements // Human Biology. — 11 ed. — Cengage Learning, 2014. — P. 16. — 608 p. — ISBN 9781305445949.
- ↑ Органогенные элементы // Большая медицинская энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ Дедю И. И. Органогены // Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев, 1989.
- ↑ Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Дата обращения: 19 июля 2017. Архивировано 6 августа 2017 года.
- ↑ 1 2 3 Скальный А.В. Микроэлементы: бодрость, здоровье, долголетие. — Издательство Перо - С.11, 2019.
- ↑ Ковальский В.В., Раецкая Ю. И., Грачёва Т. И. Микроэлементы в растениях и кормах. — АН СССР. Науч. совет по микроэлементам в растениеводстве и животноводстве. Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина. - Москва: Колос, 1971.
- ↑ Underwood EJ. Trace elements and health: an overview . pubmed.ncbi.nlm.nih.gov. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences (1979). Дата обращения: 16 апреля 2021. Архивировано 16 апреля 2021 года.
- ↑ Бабенко Г. А., Решеткина Л. П. Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине. — Киев: Здоров`я, 1965.
- ↑ 1 2 3 4 Скальный А.В. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. — Санкт-Петербург: Наука, 2008.
- ↑ Osamu WADA. What are Trace Elements? Their deficiency and excess states . med.or.jp. Journal of the Japan Medical Association (Vol. 129, No. 5, 2003, pages 607–612) (2003). Дата обращения: 16 апреля 2021. Архивировано 29 марта 2017 года.
- ↑ Козловский Е. А., Ледовских А. А. (гл. редакторы) и др. Биофильные (биогенные) элементы . ecoindustry.ru. Российская геологическая энциклопедия. В трех томах. Т. 1 (А-И). – М. – СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ (2010). — «ISBN 978-5-93761-180-2». Дата обращения: 5 апреля 2021. Архивировано 26 марта 2017 года.
- ↑ Биогенные элементы // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ БИОГЕ́ННЫЕ ЭЛЕМЕ́НТЫ : [арх. 27 сентября 2020] // «Банкетная кампания» 1904 — Большой Иргиз. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 486. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 3). — ISBN 5-85270-331-1.
- ↑ O'Dell B.L. Effect of dietary components upon zinc availability. — The American Journal of Clinical Nutrition, 1969.
- ↑ Prasad A.S., Oberleas D. Factors affecting zinc homeostasis. — Trace Elements in Human Health and Disease, Vol. I, p. 155-162. New York, Academic Press, 1977.
- ↑ Liebscher K., Smith H. Essential and non-essential trace elements. — Archives of Environmental & Occupational Health 17(6): 881-890, 1968.
- ↑ Hill C.H., Matrone G. Chemical parameters in the study of in vivo and in vitro interactions of transition elements. — Federation Proceedings 29(4):1474-1481, 1970.
- ↑ Dietary Minerals . sciencedirect.com. Trends in Food Science & Technology (2017). Дата обращения: 7 мая 2021.
- ↑ Гороховская Г.Н., Зимаева Ю.О., Петина М.М. Витаминно–минеральные комплексы в современной клинической практике . rmj.ru. Русский медицинский журнал, №5 с. 345 (7 марта 2008). Дата обращения: 7 мая 2021. Архивировано 17 января 2021 года.
Литература
[править | править код]- Ultratrace minerals. Authors: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Source: Modern nutrition in health and disease / editors, Maurice E. Shils … et al.. Baltimore: Williams & Wilkins, c 1999., p. 283—303. Issue Date: 1999.
- Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М.: Медицина, 1991. — С. 16. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X.
- Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—19. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8.